Teilereinigung Druckluft erlaubt Zwischenreinigung von Metallteilen mit wenig Aufwand

Die Werkstückreinigung mit Druckluft punktet mit niedrigen Betriebskosten. Zwar macht sie damit nicht das Ergebnis einer wässrigen Reinigung wett, jedoch bietet sich die Trockenreinigung direkt nach spanenden Bearbeitungsprozessen zum Entfernen von Spänen, Metallstaub und Kühlschmierstoffen an, beispielsweise bei Motor- und Getriebeteilen – als kostengünstige automatische Zwischenstufe.

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Bernhard Ringler Apparatebau GmbH

So sauber wie nötig, so wirtschaftlich wie möglich. Nach dieser Devise funktioniert die Trockenreinigung: die Teilereinigung mit Druckluft. Die Bernhard Ringler Apparatebau GmbH, Waldstetten, hat sie zu einem Reinigungsverfahren ausgebaut, das Bearbeitungsrückstände auf Werkstücken mit wenig Aufwand automatisch entfernt.

Druckluft-Reinigung von Gehäuseteilen

So lassen sich damit in der Automobilindustrie zum Beispiel Motor- und Getriebeteile direkt nach der spanenden Fertigung von Spänen, Metallstaub und Kühlschmierstoffen befreien. Beim Automobilhersteller Mercedes Benz in Stuttgart wird diese Verfahrenstechnik daher seit kurzem zur Zwischenreinigung von Getriebegehäuseteilen angewendet (Bild 1).

Im Vergleich zur wässrigen Teilereinigung liegt die Kosteneinsparung vor allem im Wegfall von Wasser und Reinigungschemikalien. So sind bei der Trockenreinigung keine Pumpen und Heizung für die Wasch- und Spülbäder vorhanden. Nach der Reinigung ist kein Aufbereiten von verschmutzten Wasch- und Spülmedien erforderlich. Das Trennen in Wasch- oder Spülflüssigkeit und Bearbeitungsrückständen wie Späne, Staub und Kühlschmierstoffen entfällt.

Die Rückstände fallen ohne Vermischung mit den Reinigungsmedien an. Das vereinfacht einerseits die Rückführung von Kühlschmierstoffen in den Zerspanungsprozess, andererseits wird die Aufbereitung von Spänen zu verkaufbaren Wertstoffen erleichtert. Beides trägt dazu bei, dass keine zusätzlichen Abfallstoffe zu entsorgen sind. Insgesamt erhält man laut Ringler niedrige Betriebskosten.

Druckluft erlaubt minimierte Verfahrenstechnik aus Blas- und Saugprozess

Bei der Trockenreinigung ist die Verfahrenstechnik minimiert. Sie besteht bei Ringler im Wesentlichen aus zwei gleichzeitig ablaufenden Prozessen: dem Abblasen des Werkstücks mit Druckluft (6 bar) und dem Absaugen der dabei aufgewirbelten Späne, Staubpartikel und Kühlschmierstoffe. Dabei wird die Trockenreinigung mit Druckluft aus dem betrieblichen Netz versorgt und ein Druckluftspeicher als Pufferbehälter dazwischengeschaltet, der das Eintragen von Druckschwankungen in den Reinigungsprozess verhindert (Bild 2).

Am Ende der Trockenreinigung sind lediglich die Bearbeitungsrückstände vom Abluftstrom zu trennen. Das geschieht in zwei Stufen: durch Schwerkraftabscheidung und Taschenfilter. Bei der Schwerkraftabscheidung fallen vor allem Späne nach unten. An der 24 m2 großen Filterfläche bleiben die Feinstpartikel und Kühlschmierstoffe hängen. Optional kann zusätzlich ein Ölnebelabscheider verwendet wendet werden.

Von der Wirkungsweise her ist die Verfahrenstechnik für die Einzelteilreinigung im Durchlaufbetrieb prädestiniert. Daher kann sie in automatische Fertigungslinien eingebunden werden. Dazu erfolgt der Werkstücktransport in Querrichtung zur Reinigungsstation, die auch für den Stand-alone-Betrieb mit manueller Beschickung geeignet ist.

Bei Mercedes Benz in Stuttgart wird sie automatisch von einem Portalroboter beschickt. Der Transport innerhalb der Station erfolgt auf einem Hub-Schritt-Förderer ohne Werkstückträger. Vor der Werkstückreinigung wird die Station mit einer nach unten fahrenden Schutzumhausung geschlossen (Bild 3). Die Taktzeit beim Automobilhersteller im 3-Schichtbetrieb beträgt 28 s.

Verbleibender Ölfilm als Hauptrestverschmutzung

Als Reinigungsergebnis wird das Entfernen von nahezu 100% fester Bearbeitungsrückstände und bis zu 90% öliger Kühlschmierstoffe angegeben. Laut Ringler hängt das Ergebnis wesentlich von der Werkstückoberfläche und -geometrie sowie vom abzutragenden Kühlschmierstoff ab – weniger vom Verschmutzungsgrad. Für eine Zwischenreinigung von Motor- und Getriebeteilen ist das Ergebnis ausreichend, für eine Endreinigung – wie sie mit Nassverfahren möglich ist – dagegen nicht.

Sie wird bei Mercedes Benz in Stuttgart von einer Hochdruckwaschanlage vorgenommen, die mit der Abblas- und -saugstation eine zweistufige Reinigungskette bildet. Vorgeschaltet sind dieser die Zerspanprozesse Fräsen und Bohren, die für reichlich Späne und Kühlschmierstoff auf der Innen- und Außenseite der Gehäuseteile sorgen.

Bearbeitungsrückstände stellen Herausforderung für Teilereinigung mit Druckluft dar

So haben diese Teile auf der Innenseite mehrere schöpfende Stellen, in denen laut Ringler eine größere Menge an Bearbeitungsrückständen verbleiben. Auch die engen Spalten zwischen den einzelnen Gehäuserippen auf der Außenseite, in denen Späne und Kühlschmierstoff nach der Bearbeitung festsitzen, stellen eine Herausforderung dar. Außerdem haben die Gehäuseteile mehrere Hinterschneidungen, die nicht einfach mit Druckluft zu erreichen sind. In Kombination mit der Absaugung wurden diese Schwierigkeiten gelöst.

Was nach der Trockenreinigung als vor allem übrig bleibt, ist ein Ölfilm. Er kann sich bei einer Zwischenlagerung oder eines Lkw-Transports als weiterer Kostenvorteil erweisen. Das ist dann der Fall, wenn dadurch das „Nachölen“ gewaschener Werkstücke entfällt. MM

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